巖石的成因類型及其工程地質(zhì)特征課件

第2章

巖石的成因類型及其工程地質(zhì)特征南京工程高等職業(yè)學(xué)校地質(zhì)工程系李方第2章

巖石的成因類型及其工程地質(zhì)特征南京工程高等職1序言地球

是宇宙間沿著近似圓形的軌道繞太陽(yáng)公轉(zhuǎn)的一個(gè)行星。根據(jù)現(xiàn)有資料知道：地球的赤道半徑（a）為6378.4km，兩極半徑（b）為6365.9km。地球的扁平率為1/297序言地球2地球的內(nèi)部構(gòu)造：

是由化學(xué)成分、密度、壓力、溫度等不同的圈層所組成，具有同心圓狀的圈層構(gòu)造。依各圈層的特點(diǎn)可分為：地殼、地幔、地核（如圖1-1）。地球的內(nèi)部構(gòu)造：

3地殼：地球的固體外殼叫做地殼。

厚度：大陸上厚的70多km，海洋里薄的僅10多km，平均厚度在33km左右。

化學(xué)組成：組成地殼的化學(xué)成分有100多種，其中含量最多的是如表所列幾種：

硅鋁主要分布在地殼上部，即為硅鋁層，其厚度不一，大陸上厚，海洋底薄，太平洋底大部缺失。

硅鎂成分主要分布在地殼下部，即為硅鎂層，其中鐵的成分有所增加，鋁的成分有所減少。元素成分(%)元素成分(%)元素成分(%)OSiAl49.1326.007.45FeCaNa4.203.452.40MgKH2.352.351.00地殼：地球的固體外殼叫做地殼。元素成分(%)元素成分(%)4地幔：

處于地殼和地核中間，也稱中間層或過(guò)渡層，

根據(jù)化學(xué)成分的不同分兩層：地幔上層--化學(xué)成分主要是硅氧，其中鐵、鎂、鈣顯著增加，硅鋁的成分有所減少，也稱橄欖層。地幔下層--主要是金屬氧化物和硫化物組成。地核:

主要化學(xué)成分是鐵、鎳，所以又稱鐵鎳核心地幔：52.1主要造巖礦物礦物的基本概念礦物的物理力學(xué)性質(zhì)常見(jiàn)的造巖礦物2.1主要造巖礦物6礦物的基本概念礦物:存在于地殼中的具有一定化學(xué)成分和物理性質(zhì)的自然元素和化合物，稱為礦物。造巖礦物:構(gòu)成巖石的礦物，稱為造巖礦物。結(jié)晶質(zhì):組成礦物的元素質(zhì)點(diǎn)（離子、原子或分子），在礦物內(nèi)部按一定的規(guī)律排列，形成穩(wěn)定的結(jié)晶格子構(gòu)造，在生長(zhǎng)過(guò)程中如條件適宜，能生成具有一定幾何外形的晶體。次生礦物:當(dāng)外界條件改變到一定程度后，礦物原來(lái)的成分、內(nèi)部構(gòu)造和性質(zhì)就會(huì)發(fā)生變化，形成新的礦物稱為次生礦物。礦物的基本概念礦物:存在于地殼中的具有一定化學(xué)成分和物理性7礦物的物理力學(xué)性質(zhì)

礦物的物理力學(xué)性質(zhì)，決定于礦物的化學(xué)成分和內(nèi)部構(gòu)造。由于不同礦物的化學(xué)成分或內(nèi)部構(gòu)造不同，因而反映出不同的物理力學(xué)性質(zhì)。所以，礦物的物理力學(xué)性質(zhì)，是鑒別礦物的重要依據(jù)。礦物的物理力學(xué)性質(zhì)8（一）光學(xué)性質(zhì)

1．顏色

礦物的顏色，是礦物對(duì)可見(jiàn)光波的吸收作用產(chǎn)生的。按成色原因，有自色、他色、假色之分。

自色：是礦物固有的顏色，顏色比較固定。一般來(lái)說(shuō)，含鐵，錳多的礦物，如黑云母、普通角閃石、普通輝石等，顏色較深；含硅、鋁、鈣等成分多的礦物，如石英、長(zhǎng)石、方解石等，顏色較淺。（一）光學(xué)性質(zhì)9巖石的成因類型及其工程地質(zhì)特征課件10

他色：是礦物混入了某些雜質(zhì)所引起的，與礦物的本身性質(zhì)無(wú)關(guān)。他色不固定，對(duì)鑒定礦物沒(méi)有很大意義。

假色：是由于礦物內(nèi)部的裂隙或表面的氧化薄膜對(duì)光的折射、散射所引起的。如方解石解理面上常出現(xiàn)的虹彩；斑銅礦表面常出現(xiàn)斑駁的藍(lán)色和紫色。他色：是礦物混入了某些雜質(zhì)所引起的，與礦物112．光澤

礦物表面呈現(xiàn)的光亮程度，稱為光澤。它是礦物表面的反射率的表現(xiàn)。按其反射強(qiáng)弱程度，分金屬光澤、半金屬光澤和非金屬光澤。造巖礦物絕大部分屬于非金屬光澤。玻璃光澤：反光如鏡，如長(zhǎng)石、方解石解理面上呈現(xiàn)的光澤。珍珠光澤：象珍珠一樣的光澤，如云母等。絲絹光澤：纖維狀或細(xì)鱗片狀礦物，形成絲絹般的光澤，如纖維石膏和絹云母等。油脂光澤：礦物表面不平，致使光線散射，如石英斷口上呈現(xiàn)的光澤。蠟狀光澤：石蠟表面呈現(xiàn)的光澤，如蛇紋石、滑石等致密塊體礦物表面的光澤。土狀光澤：礦物表面暗淡如土，如高嶺石等松細(xì)粒塊體礦物表面所呈現(xiàn)的光澤。2．光澤12巖石的成因類型及其工程地質(zhì)特征課件13

3．條痕

礦物在無(wú)釉瓷板上摩擦?xí)r所留下的粉末痕跡，它是指礦物粉末的顏色。對(duì)不透明礦物的鑒定很重要。3．條痕14（二）力學(xué)性質(zhì)

1．硬度

礦物抵抗外力刻劃、研磨的能力，稱為硬度。硬度是礦物的一個(gè)重要鑒定特征。在鑒別礦物的硬度時(shí)，是用兩種礦物對(duì)刻的方法來(lái)確定礦物的相對(duì)硬度。摩氏硬度計(jì)：

是硬度對(duì)比的標(biāo)準(zhǔn)，從軟到硬依次由下列10種礦物組成，稱為摩氏硬度計(jì)。（1）滑石（2）石膏（3）方解石（4）螢石（5）磷灰石（6）正長(zhǎng)石（7）石英（8）黃玉（9）剛玉（10）金剛石（二）力學(xué)性質(zhì)15巖石的成因類型及其工程地質(zhì)特征課件16

2．解理、斷口

礦物受打擊后，能沿一定方向裂開(kāi)成光滑平面的性質(zhì)，稱為解理。裂開(kāi)的光滑平面稱為解理面。不具方向性的不規(guī)則破裂面，稱為斷口。

不同的晶質(zhì)礦物，由于其內(nèi)部構(gòu)造不同，在受力作用后開(kāi)裂的難易程度、解理數(shù)目以及解理面的完全程度也有差別。

根據(jù)解理出現(xiàn)方向的數(shù)目，有一個(gè)方向的解理，如云母等；有兩個(gè)方向的解理，如長(zhǎng)石等；有三個(gè)方向的解理，如方解石等。

2．解理、斷口17巖石的成因類型及其工程地質(zhì)特征課件18據(jù)解理的完全程度，可將解理分為以下幾種：極完全解理極：易裂開(kāi)成薄片，解理面大而完整，平滑光亮，如云母。完全解理：沿解理方向開(kāi)裂成小塊，解理面平整光亮，如方解石。中等解理：既有解理面，又有斷口，如正長(zhǎng)石。不完全解理：常出現(xiàn)斷口，解理面很難出現(xiàn)，如磷灰石。

礦物解理的完全程度和斷口是互相消長(zhǎng)的，解理完全時(shí)則不顯斷口。據(jù)解理的完全程度，可將解理分為以下幾種：19（三）形態(tài)特征

由于礦物的化學(xué)成分、內(nèi)部排列構(gòu)造不同，其外形特征也不同。

1．單體礦物形態(tài)：

單向延長(zhǎng)類型：晶體向一個(gè)方向發(fā)育，形成柱狀、針狀、纖維狀。如纖維狀石膏、角閃石等；雙向延長(zhǎng)類型：晶體向兩個(gè)方向發(fā)育，形成板狀、片狀。如板狀石膏、云母、重晶石等；三向延長(zhǎng)類型：晶體向三個(gè)方向發(fā)育，形成立方體、八面體等。如黃鐵礦、橄欖石。（三）形態(tài)特征20巖石的成因類型及其工程地質(zhì)特征課件212．集合體的形態(tài)：晶簇：在巖石空洞或裂隙中以共同的基底生長(zhǎng)許多單晶。如石英晶簇、方解石晶簇；纖維狀：由許多針狀礦物或柱狀礦物平行排列。如纖維石膏；粒狀：大小略等，不具一定規(guī)律，聚合而成的形狀。鮞狀：膠體圍繞一個(gè)質(zhì)點(diǎn)凝聚而成一個(gè)結(jié)核，形似魚(yú)卵。如鮞狀赤鐵礦；鐘乳狀：石鐘乳、石筍等；土狀：細(xì)小顆粒聚集體的形狀。如高齡土；塊狀：無(wú)特征；如蛋白石等。2．集合體的形態(tài)：22（四）其他性質(zhì)

如滑石的滑膩感，方解石遇鹽酸起泡等，都可作為鑒別這種礦物的特征。（四）其他性質(zhì)23常見(jiàn)的造巖礦物

見(jiàn)P9頁(yè)表礦物的鑒定方法：1.主要是運(yùn)用礦物的形態(tài)以及礦物的物理性質(zhì)等特征來(lái)鑒定的。一般可以先從形態(tài)著手、然后再進(jìn)行光學(xué)性質(zhì)、力學(xué)性質(zhì)及其他性質(zhì)的鑒別。

2.對(duì)礦物的物理性質(zhì)進(jìn)行測(cè)定時(shí)，應(yīng)找礦物的新鮮面，這樣試驗(yàn)的結(jié)果才會(huì)正確，因風(fēng)化面上的物理性質(zhì)已改變了原來(lái)礦物的性質(zhì)，不能反映真實(shí)